تکنولوژی بینایی ماشین چیست و چه کاربردهایی دارد؟

مقدمه:

بینایی ماشین در‌واقع به معنی بخشیدن توانایی‌ دیدن به ماشین‌ها می‌باشد. بینایی ماشینی بخشی از تکنولوژی است که دستگاه‌هارا با دوربین و نرم‌افزار‌های قدرتمند تجهیز می‌کند و می‌تواند به ماشین‌ها توانایی گرفتن عکس، تجزیه و تحلیل آنها و تصمیم‌گیری بر اساس نتایج تجزیه و تحلیل را بدهد. بینایی ماشین و پردازش تصویر را می‌توان به عنوان چشم یک ماشین و همکاری‌آن با مغزی قدرتمند تصور کرد. برای اینکه بینایی ماشین چیست را بهتر درک کنیم نیاز داریم با نحوه عملکرد این تکنولوژی بیشتر آشنا شویم.

سیستم بینایی ماشین چیست ؟

سیستم بینایی ماشین از دوربین‌های تخصصی استفاده می‌کند که می‌توانند تصاویر را با جزئیات بالایی که شاید حتی چشم انسان قابلیت دیدن آن را نداشته باشد ثبت کنند. این دوربین‌ها می‌توانند مجهز به سنسور‌های حساس به امواج فروسرخ برای دید در شب و وضوح بالا برای ثبت تصاویر پیچیده باشند. بعد از ثبت تصویر، نرم‌افزارهای قدرتمند برای تجزیه و تحلیل آن استفاده می‌شود. این نرم‌افزار‌ها تصویر را با توجه به عناصر تشکیل دهنده، رنگ، شکل و الگو‌های خاص تحلیل می‌کند.   
الگوریتم‌های مخصوص استفاده شده در سیستم بینایی ماشین تصاویر ثبت شده را با اطلاعاتی که از قبل برای نرم‌افزار تعریف شده است مقایسه می‌کند و در نهایت تصمیم گیری لازم را انجام می‌دهد.

بینایی ماشین شامل کدام موارد می‌شود ؟

تکنولوژی بینایی ماشین موارد استفاده بسیاری دارد. در این بخش چند نمونه از موارد استفاده بینایی ماشین را بررسی میکنیم.

بینایی ماشین در هوش مصنوعی : 

آیا بینایی ماشین از شاخه های هوش مصنوعی است ؟
بینایی ماشین در هوش مصنوعی دستگاه‌ها را با دوربین‌ و ابزار‌های قدرتمند هوش مصنوعی مجهز می‌کند تا بتوانند محیط اطراف خود را بشناسند و تحلیل کنند. ترکیب دوربین‌ها با یادگیری ماشین و الگوریتم‌های یادگیری‌عمیق (Deep Learning) به ماشین‌ها انواعی از قابلیت‌ها مانند شناسایی اشیاء، بازرسی محصولات، حرکت در محیط و… می‌دهد.
با پیشرفت روز افزون تکنولوژی هوش‌مصنوعی، بینایی ماشین پیشرفته‌ تر و پیچیده تر خواهد‌شد.

بینایی ماشین در اتوماسیون صنعتی :

ادغام شدن بینایی ماشین و اتوماسیون صنعتی، جهشی رو به جلو در این زمینه محسوب می‌شود. یکی از کارایی‌های مهم بینایی ماشین در اتوماسیون صنعتی مربوط به کنترل کیفیت محصولات می‌باشد. اگر یک خط تولید را تصور کنیم که روزانه چندین هزار قطعه تولید می‌کند. سیستم‌های بینایی ماشین در اتوماسیون صنعتی میتوانند کیفیت این قطعات را با سرعت و دقتی بی‌نظیر بررسی کنند و مشکلاتی مانند ترک خوردگی، ناهماهنگی و… را حتی در موارد جزئِی شناسایی کنند و در نهایت باعث می‌شود تمامی محصولاتی که به دست کاربران و مشتریان میرسد بدون عیب نقص باشد. یادگیری ماشین در مواردی مانند چیدمان و جایگذاری درست قطعات مربوط به محصول نیز می‌تواند نقش مثبتی داشته باشد. ربات‌هایی که با تکنولوژی بینایی ماشین ادغام شده اند قابلیت شناسایی و نشانه گذاری محل قرار گیری صحیح قطعات را دارا می‌باشند.

بینایی ماشین در پزشکی : 

بینایی ماشین صنعت سلامت و پزشکی را متحول کرده است. ورود تکنولوژی هوش مصنوعی و بینایی ماشین در پزشکی باعث بهبود کیفیت عملکرد‌هایی مانند معاینه بیماران، عمل جراحی، تحقیقات، مراقبت از بیمار و… شده‌ است. 
یکی از مهم‌ترین کارایی‌های بینایی ماشین بررسی عکس‌های پزشکی است. بینایی ماشین می‌تواند به پزشکان در تجزیه و تحلیل عکس‌های x-ray، MRI و… کمک کند و با کمک الگوریتم‌های پیچیده خود دقت شناسایی تومورها و سایر مشکلات مربوط به بدن بیماران را بالا ببرد.
یکی دیگر از کارایی‌های بینایی ماشین در پزشکی مربوط به عمل های جراحی می‌باشد. ربات‌های مجهز به تکنولوژی بینایی ماشین دقت و تاثیرگذاری عمل‌های جراحی را به شدت بالا می‌برند. و به جراحان امکان بررسی بدن بیمار در حال عمل با جزئیات بسیار زیادی را می‌دهد.

بینایی ماشین در کشاورزی : 

بینایی ماشین در صنایع گوناگونی در‌حال ایجاد فرصت‌های پیشرفت از نظر کیفیت و دقت است که یکی از آنها کشاورزی است.
یکی از کاربرد‌های تکنولوژی بینایی ماشین در کشاورزی مدیریت دقیق محصولات است. تراکتور‌ها و پهپاد‌های مجهز به دوربین و تکنولوژی بینایی ماشین با تهیه تصاویر دقیق از زمین کشاورزی و محصولات در حال رشد و سپس تجزیه و تحلیل داده‌های به دست آمده می‎توانند محصولات سالم و ناسالم، علف‌های هرز در حال رویش، آفات و… را با سرعت و دقت بالایی شناسایی کنند. این قابلیت به کشاورزان امکان تصمیم گیری‌های دقیق تر بر اساس داده‌های بدست آمده توسط تکنولوژی بینایی ماشین را می‌دهد. برای مثال، کشاورزان با استفاده از این داده‌ها می‌توانند تنها در مکان‌های مورد نیاز از کود و آفت‌کش استفاده کنند و از هدر رفتن انرژی و منابع جلوگیری کنند.

بینایی ماشین با پایتون : 

زبان برنامه نویسی کامپیوتر پایتون یک زبان قدرتمند و مشهور است و به دلیل استفاده راحت، داشتن کتابخانه‌های گسترده و بسیار موارد دیگر، به یکی از پرطرفدار ترین گزینه‌ها برای توسعه اپلیکیشن‌های بینایی ماشین تبدیل شده‌است. ترکیب بینایی ماشین و پایتون امکانات زیادی را برای توسعه دهندگان فراهم می‌کند. کتابخانه‎هایی مانند Numpy، Scikit-image، و… با قابلیت‌های بسیار پرکاربردی که دارند، به توسعه دهندگان برای طراحی سیستم‌های نرم‌افزاری مربوط به جمع آوری و بررسی داده‌های بصری کمک شایانی می‌کنند.

جمع بندی:

بینایی ماشین در حال ایجاد تحولات اساسی و رو به جلو در صنایع گوناگون می‌باشد. بینایی ماشین در صنایع غذایی ، پزشکی، کشاورزی و… کاربرد‌های بسیار زیادی می‌تواند داشته باشد با ادغام هوش مصنوعی و بینایی ماشین با صنایع مختلف، دقت و سرعت مراحل آماده سازی، عیب یابی محصولات و… با کیفیت بسیار بیشتر از قبل پیش می‌رود. در این مقاله با مفهوم بینایی ماشین آشنا شدیم و چند نمونه از کاربرد‌های آن را شناختیم.

موسسه پل استار یک موسسه شتابدهی استعداد در حوزه آموزش برنامه‌نویسی کودکان و نوجوانان است. این موسسه با برگزاری دوره‌های برنامه‌نویسی، رباتیک و هوش مصنوعی مخصوص کودکان و نوجوانان باعث کشف و رشد خلاقیت کودکان و نوجوانان می‌شود. از این رو پیشنهاد می‌شود پس از مطالعه این مقاله با مشاورین این موسسه تماس حاصل فرمایید تا اطلاعات تکمیلی را دریافت نمایید.